DE3301254C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Speichereinheit für zu erwärmende oder abzukühlende flüssige Medien nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Aus der DE-GM 78 29 569 ist bereits eine Speicherein­ heit der vorstehenden Art bekannt, die aus miteinan­ der verbundenen Speichereinheiten besteht, wobei der Kopfflansch der einen Speichereinheit mit dem Boden­ flansch einer anderen Speichereinheit montierbar ist. Dabei sind der obere und der untere Flansch unter­ schiedlich dimensioniert und daher für einen modul­ haften Zusammenbau bzw. Aufbau zu einem Speicherturm nicht geeignet.

In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentan­ meldung P 31 39 138.9 ist ferner eine Speichereinheit beschrieben, bei welcher die Speicherwand durchset­ zende Durchführungen für die Zu- und Abläufe von Wärmeaustauschern vorgesehen sind. Diese Anordnung, bei der die Anschlüsse der Wärmeaustauscher an in einem gleichbleibenden Rasterabstand an der Speicher­ wand angeordneten Muffen angebracht sind, ist kosten­ günstig herstellbar und in Bezug auf die Erstaus­ rüstungsmöglichkeiten und auf nachträgliche Umrü­ stungsmöglichkeiten und auf nachträgliche Umrü­ stungsmöglichkeiten der in ihr integrierten Wärmeaus­ tauscher sehr flexibel.

Nun besteht jedoch manchmal das Bedürfnis, das Speichervolumen von Speichereinheiten zunächst mög­ lichst klein zu halten und dennoch die Option zu behalten, dieses Speichervolumen infolge spontan erhöhten Warmwasserbedarfs, beispielsweise infolge Vergrößerung der Zahl der von einem Warmwasserspei­ cher zu versorgenden Personen oder infolge erhöhten Warmwasserbedarfs in Werkstätten usw., stufenweise vergrößern zu können.

Es sind Warmwasserspeicher bekannt, die in Form von mehreren Einzelbehältern durch Aufeinandersetzen zu einem größeren Behälter zusammengefügt werden können. Diese haben jedoch den Nachteil, daß sie im Vergleich zu einem einzigen Behälter sehr teuer sind. Diese hohen Kosten resultieren daraus, daß neben dem ge­ trennten Behälter auch zusätzliche, teuere Flansch­ öffnungen für das Einbringen von Wärmeaustauschern er­ forderlich sind, und zusätzlich an jedem Behälterteil eine weitere Flanschöffnung angebracht werden muß, damit zum einen das Wasser vom unteren Behälterteil in den oberen Behälterteil fließen kann, und zum anderen das über einen Wärmetauscher im unteren Boi­ lerteil erwärmte Wasser durch thermischen Auftrieb in den oberen Behälterteil gelangen kann.

Es ist auch ein Behälter bekannt, bei dem aus Kosten­ gründen das Verbindungsteil zwischen dem unteren und dem oberen Flansch nur aus einem kleinen Schraubloch besteht. Dies hat jedoch den Nachteil, daß es hier nicht möglich ist, durch Beheizen des unteren Boilers und infolge der dadurch an sich entstehenden thermi­ schen Auftriebskräfte automatisch auch das darüber angeordnete Boilerteil zu erwärmen. Bei dieser Boi­ lerkonstruktion muß zugleich das untere und das obere Boilerteil, jeweils separat, erwärmt werden. Außerdem müssen bei dieser Anordnung mehrere zusätz­ liche Stützen zwischen oberem und unterem Boilerteil angebracht werden, damit das obere Boilerteil wegen der nicht ausreichenden Stabilität der Schraubloch­ verbindung nicht vom unteren Boilerteil herunter­ fällt.

Die bisherige Ausführung der verschiedenen bekannten Behälterkonstruktionen weist ferner den Nachteil auf, daß aus Platzgründen an der Seite eines Einzelbehäl­ ters immer nur ein Flansch angebracht werden kann, was zur Folge hat, daß eine Beheizung des betreffen­ den Behälterteils mit mehreren Wärmetauschern nicht mehr möglich ist.

Im ganzen gesehen ist der Einsatz von in mehreren Einzelteilen übereinander stapelbaren, zusammen eine größere Speichereinheit bildenden Boilerelementen sehr sinnvoll und bietet eine Reihe von Vorteilen:

• 1. Mehrere Boilerteile sind leichter und deshalb einfacher zu transportieren als ein großer Behäl­ ter gleichen Gesamtvolumens;
• 2. insbesondere bei bereits bestehenden Hochhäusern oder Mehrfamilienhäusern sind in der Regel große Speichervolumen für Warmwasser vorzuhalten, wozu man notwendigerweise große Boiler benötigt. Die vorhandenen Tür- und/oder Fensteröffnungen bilden jedoch oft ein technisches Hindernis für die Installation von Boilern größeren Durchmessers, wohingegen kleinere Boilerteile mit geringeren Baumaßen diesbezüglich keine Schwierigkeiten be­ reiten;
• 3. auch das Aufstellen eines sehr hohen Behälters von beispielsweise 400 cm Höhe ist in vielen Kellerräumen, besonders auch in vielen Industrie­ betrieben, möglich, nicht jedoch die Einbringung eines solch hohen Geräts durch oft sehr enge und verwinkelte Kellergänge und Kellertüren üblicher lichter Weite. Für modulhaft zusammensetzbare Einzelbehälter mit jeweils geringen Abmessungen bieten solche Hindernisse keine Probleme;
• 4. Das Übereinanderstapeln mehrerer Boiler-Einzel­ teile zu einem schmalen, aber sehr hohen Gesamt­ boiler, weist ferner den Vorteil auf, daß der Grundflächenbedarf im Verhältnis zur Aufstellung mehrerer nebeneinanderstehend angeordneter Behäl­ ter sehr viel geringer ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Speichereinheit der eingangs genannten Art in der Weise weiterzuentwickeln, daß sie durch modulhaftes Aneinanderfügen gleicher oder ähnlich gestalteter Speichereinheiten zu einem Speicherturm der jeweils benötigten Größe aufgebaut werden kann. Dabei soll der Anschluß von untereinander austausch­ baren Wärmeaustauschern über die gesamte Länge des Speicherturmes möglich sein.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichnen des Patentanspruches aufgeführten Merkma­ le gelöst. Bei dieser Anordnung müssen die in den Speicher einzubauenden Wärmeaustauscher und derglei­ chen nicht durch eine in dessen Wand gesondert vorge­ sehene und ausgebildete Flanschöffnung, deren Her­ stellung bekanntermaßen sehr kostspielig ist, in den Speicher eingeführt werden. Sie werden vielmehr in diesen von oben oder unten her durch die zur Montage an der Flanschöffnung einer benachbarten Speicherein­ heit bestimmte, also ohnedies vorhandene, Flanschöff­ nung eingebracht und anschließend an den an der Spei­ cherwand angeordneten Muffen lösbar angebracht, und zwar in der Weise, wie dies in der vorstehend erwähn­ ten älteren Patentanmeldung P 31 39 138.9 bereits beschrieben ist. Bei einem aus zwei oder mehreren Speichereinheiten gemäß der Erfindung zusammengesetz­ ten Gesamtspeicher ist gewährleistet, daß das in der zuunterst gelegenen Speichereinheit erwärmte Wasser infolge des thermischen Auftriebs auch in die zu­ oberst gelegene Speichereinheit gelangt, weil die die einzelnen Speichereinheiten verbindenden Flanschöff­ nungen infolge ihrer relativ großen lichten Weite kaum ein wesentliches Hindernis für das nach oben strömende Wasser bilden.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Boilertyps gegenüber den bekannten aufstockbaren Boilertypen besteht darin, daß man aufgrund der seitlich angeord­ neten Abschlußmuffen für die im Boiler vorhandenen Wärmetauscher nur einen Boilertyp benötigt, welcher beliebig ausgerüstet werden kann, was Art, Größe und Anordnung der unterzubringenden Wärmetauscher ange­ langt. Bei bekannten Boilern muß der seitliche Flansch in einer bestimmten Höhe an der Seite ange­ bracht werden. Diese Höhe ist bei dem zuunterst ange­ ordneten Boilerteil anders, als bei dem darüber ange­ ordneten Boilerteil.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Speicherein­ heit mit einer zentra­ len, obenliegenden Flanschöffnung, durch die ein Wärmetauscher und ein Elektro-Heizstab eingeführt wurde;

Fig. 2 eine Prinzipskizze eines aus zwei gleich­ artigen Speichereinheiten zusammengesetzten Gesamtspeichers, wobei die obere Speicher­ einheit spiegelbildlich auf die untere Spei­ chereinheit aufgesetzt ist;

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Anordnung einer erweiterten Speichers, jedoch mit einem dazwischengeschalteten Mittelspeicher mit beidseitig ausgebildeten Flanschöff­ nungen;

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Anordnung eines erweiterten Speichers mit einer sche­ matisch angedeuteten Schwenkvorrichtung für den oberen Speichers;

Fig. 5 eine Ansicht der mittels der Schwenkvorrichtung gemäß Fig. 4 zur Seite geschwenkten oberen Spei­ chereinheit, so daß die untere Speichereinheit in Pfeilrichtung M für Montage- und/oder Wartungs­ arbeiten zugänglich ist;

Fig. 6 bis Fig. 8 perspektivische Ansichten verschiedener Speicherkonfigurationen aus einem oder zwei Speichereinheiten, in denen ein oder mehrere Wärmetauscher untergebracht sind.

In Fig. 1 ist eine Speichereinheit 1 dargestellt, an deren Wand 2 fünf im Rasterabstand A zu­ einander angeordnete Muffen 5 fest angebracht sind. An diesen Muffen sind der Zulauf 14 und der Ablauf 15 eines Wärmetauschers 12 lösbar angebracht. An einer wei­ teren Muffe 5 ist ein Elektro-Heizstab 8, der entweder von außen oder von innen an diese Muffe 5 herangeführt wurde, ebenfalls lösbar befestigt. Der Elektroanschluß erfolgt über den Anschluß 16. Die Spei­ chereinheit 1 ist mit einer in ihrer Gebrauchslage oben­ liegenden Flanschöffnung 3 versehen, die mittels eines Flanschdeckels 4 abschließbar ist. Die Speichereinheit 1 verfügt ferner über eine an ihrem Boden angeordnete Kaltwasserzuflußöffnung 6 sowie eine Warmwasserabfluß­ öffnung 7, die in dieser Konfiguration am Flanschdeckel 4 angebracht ist. Um den Wärmetauscher 12 durch die Flanschöffnung 3 in die Speichereinheit 1 einführen zu können, müssen dessen Zulauf 14 und Ablauf 15 flexibel ausgebildet sein, um letztere bei ihrer Montage etwa in Axialrichtung des Wendels des Wärmetauschers 12 zurück­ biegen zu können. Erst im Inneren der Speichereinheit 1 werden die beiden Anschlußenden des Zulaufs 14 und des Ablaufs 15 des Wärmetauschers 12 in ihre Gebrauchslage verformt, um an die Muffen 5 angeschlossen zu werden. Schließlich ist die Speicher­ einheit 1 zur Aufstellung auf einer ebenen Fläche an ihrer Unterseite noch mit Füßen 13 versehen.

Fig. 2 der Zeichnung zeigt im Prinzip die Anordnung zweier spiegelbildlich aneinander angeordneter Speicher­ einheiten, wobei die obere Speicher­ einheit 11 hier keine Füße trägt. Es ist hier schemenhaft angedeutet, daß hier insgesamt drei Wärmetauscher ange­ ordnet werden können, nämlich die Wärmetauscher 17, 18 und 19, wobei der mittlere Wärmetauscher 18 direkt durch den von den beiden Flanschöffnungen der Speichereinheiten ge­ bildeten Flaschenhals hindurch verläuft. Dies hat den Vor­ teil, daß dadurch der Wärmeaustausch zwischen der unteren Speichereinheit 1 und der oberen Speichereinheit 11 besonders gut funktioniert. Die Muffen 5 können, wie abgebildet, in einer Flucht übereinander an beiden Speichereinheiten 1, 11 angeordnet sein. Selbstverständlich können sie auch gegeneinander verdreht angeordnet sein, etwa so, wie dies die Lage der Muffen 25 anzeigt. Es könnten aber auch verschiedene Reihen von Muffen vertikal übereinander an der Wand 2 angeordnet sein, beispielsweise, wie in Fig. 2 gezeigt, Muffen 5 und Muffen 25.

Fig. 3 der Zeichnung zeigt einen Turm aus drei Speicher­ einheiten 1, 11, 21, wobei der Mittel­ speicher 21 in seiner Gebrauchslage oben und unten eine Flanschöffnung aufweist. Mit einem solchen Mittelspeicher 21 lassen sich Türme beliebiger Höhe errichten. Letztere müssen lediglich mittels (hier zeichnerisch nicht darge­ stellter) Stützvorrichtungen in ihrer Gebrauchslage ge­ sichert werden. Bei der Herstellung der einzelnen Speicher­ einheiten 1, 11, 21 sollte darauf geachtet werden, daß der Abstand der letzten Muffe 5 vor der Flanschöffnung 3 so bemessen ist, daß er das Rastermaß A zwischen den Muffen 5 aufweist. Damit hat die letzte Muffe 5 vor der Flansch­ öffnung 3 automatisch den Abstand 2 A bezüglich der ersten Muffe 5 der benachbarten und angeschlossenen Speicherein­ heit, so daß - wie in Fig. 2 gezeigt und vorstehend be­ reits beschrieben wurde - ein Wärmetauscher 18 auch ein­ mal zwei Speichereinheiten 1, 11 übergreifend montiert werden kann.

Bei der Speichereinheit 1, 11, 21 sollte man möglichst flexibel ausgebildete Wärmetauscher 12, 17, 18, 19 verwenden, was deren Montage erleichtert und deren Haltbarkeit erhöht. Außerdem könnte ein Wärme­ tauscher 18 zwischen zwei aneinander angrenzenden Spei­ chereinheiten 1, 11 nur dann montiert werden, wenn sein Wendel aus flexiblem Material besteht, das sich - nach Art einer geschraubten Zugfeder - auseinanderziehen läßt und sich anschließend federnd zusammenziehen kann.

Schließlich sei noch hervorgehoben, daß die Flanschöffnung der Speichereinheit jede vernünftige Form aufweisen kann, zum Beispiel rund, oval, quadra­ tisch oder rechteckig. Die runde Form dürfte aber die vernünftigste sein.

Claims (1)

1. Speichereinheit für zu erwärmende oder abzukühlende flüssige Medien, insbesondere Warmwasserspeicher mit Kopf- und Bodenflansch, wobei der Kopf- oder der Bodenflansch mit dem Kopf- oder Bodenflansch einer anderen Speichereinheit montierbar ist, und mit die Speicherwand durchsetzenden Durchführungen für Aus- und Eingangsleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf- und der Bodenflansch der Speichereinheit 61, 11, 21) gleich groß dimensioniert sind, daß die Durchführungen in Richtung der Längsachse der Spei­ chereinheit (1, 11, 21) im Rasterabstand (A) an der Speicherwand 2 angebrachte und diese durchsetzende Muffen (5) zweier modulhaft miteinander verbundener Speichereinheiten (1, 11, 21) voneinander einen ein- oder mehrfachen Rasterabstand (A) aufweisen.